中国北方花粉-气候因子转换函数建立及应用

随着古气候研究的不断深入,准确的定量重建古气候因子已成为当前研究的焦点之一.选择恰当的方法是解决这一难题的关键.近年来许多学者在这方面进行了较为深入的探讨.本文以中国北方215块表土孢粉样品的分析结果为基础,建立花粉-气候因子的转换函数,旨在以此定量代换指标重建内蒙古调角海子DJ钻孔古气候因子的数值特征.与此同时,亦可为广大第四纪孢粉工作者在定量重建中国北方晚更新世以来古气候工作提供较为可靠的依据.1 材料和方法一定数量的表土花粉样品的分析结果是建立转换函数的基础. 本文收集的215块表土花粉样品主要分布在48°25′～29°19′N,133°12′～75°05′E的范围内(图1),对应每一个采样点的气候指标从中国科学院植物所生态中心气候数据库获得.孢粉种类的选择主要是以在中国北方200余块表土样品中出现频度高、地层中易识别且较为常见种类为依据. 本文选取如下13种花粉类型用于建立与气候因子的转换函数、花粉类型包括桦属(Betula)、栎属(Quercus)、胡桃属(Juglans)、榛属(Corylus)、松属(Pinus)、鹅耳枥属(Carpinus)、云杉属(Picea)、莎草科(Cyperaceac)、麻黄属(Ephedra)、蒿属(Artemisia)、藜科(Chenopodiaceac)、菊科(Compositae)及禾木科(Gramineae);气候因子包括年平均温度、年     

气候转换函数中孢粉因子的气候敏感性分析

以神农架大九湖地区的地表和地层孢粉样本为例,采用经验正交函数(EOF)、多元回归和逐步回归方法对转换函数中孢粉因子对温度的敏感性进行了分析,讨论了孢粉因子的选取方法,并与其他相关研究工作进行了比较.结果表明,孢粉样本中乔本高等植物的孢粉含量较大,但对气候的敏感性相对较低、对气候环境的演变、特别是气候突变的响应较迟缓.而低等植物草本(蕨类)孢粉对温度变化的敏感性相对较高,对气候环境的突变响应迅速,能够较显著地同步记录气候变化过程中的极端事件.不同区域的孢粉样本所反映出的气候敏感性,在转换函数中的最优组合是不同的.逐步回归方法可以获得最大复相关系数和选出对气候环境变化最为敏感的孢粉因子及其组合,仍是建立孢粉气候因子转换函数的最有效方法之一.     

大花序桉群体适应性相关的SSR位点

【目的】检测大花序桉群体与环境适应性相关的基因组位点,为种质资源保护和利用提供分子生物学信息。【方法】利用84个SSR标记(包括29个基因组SSR 和55个EST-SSR)分析引种到广西,来源于澳大利亚昆土兰州北部和南部各7个大花序桉群体,通过Mantel 检验确定群体间是否存在地理隔离;检测群体间分化系数(F_st)离群值的受选择位点;并基于空间分析法检测与群体气候因子显著相关的等位片段,将显著相关位点的序列与NCBI数据库比对进行功能注释。【结果】大花序桉北部与南部群体间存在地理隔离,基于19个气候因子的聚类分析将北方与南方群体分为独立的组,这表明气候因子亦驱动了群体的分化。共检测到F_st离群值的受选择SSR位点39个(46.4%),其中,LOSITAN软件检测到12个正向选择位点和17个平衡选择位点。5个F_st离群值位点的6个等位片段与1个或多个气候因子显著相关(P<0.001),其等位频率在北部与南部群体间差异明显,其中,Embra6-118 bp与最冷月最低气温(T_mcm)显著相关,位点DNA序列的功能注释为碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子bHLH155;Embra20-121 bp与最暖季度降水量(P_wq)显著相关,位点的功能注释为蔗糖转运蛋白(sucrose transporters);EUCeSSR676-168 bp与T_mcm、P_wq、年均气温(T_ma)和最暖月最高气温(T_mwm)均显著相关,位点的功能注释为光系统Ⅱ稳定性/组装因子HCF136 (photosystem II stability/assembly factor HCF136);另外两个显著相关位点EUCeSSR298和EUCeSSR1009的功能未知。【结论】大花序桉北部与南部群体的显著分化受长期气候的影响,在第四纪大冰期可能存在北部和南部避难所。与气候因子显著相关的SSR位点在北部和南部群体间的等位频率差异为基于正向选择的气候适应性提供了分子证据。     

北京油松天然林和人工林乔木层生产力与气候因子的关系

以北京松山国家自然保护区内油松天然林和人工林为研究对象,根据冀北地区的油松生物量与胸径的关系,利用树木年轮宽度计算出过去33年中两种林分的生物量和生产力动态,并用当地的气候因子(温度与降雨)与生产力做相关分析,经多元逐步回归,得到了气候因子与生产力的回归方程。结果显示:①该地区油松天然林和人工林生物量分别从1980年的50.52 t/hm²和7.74 t/hm²增长到2013年的173.23 t/hm²和114.49 t/hm²,33 a中平均年净生产力分别为3.72 t/(hm²·a)和3.23 t/(hm²·a); ②气候分析表明两种林分乔木层生产力与气候因子均有密切关系:单月气候因子中上年8月温度、当年2月温度和当年6月降雨与油松天然林乔木层净生产力显著正相关; 当年5月降雨和当年1、2月温度与人工林显著正相关。研究表明,松山地区油松天然林乔木层生产力年际变化主要受5—7月降雨和年均气温的综合影响,人工林则更多受1—4月平均气温的影响。     

基于气候因子修正的农用地集约利用评价研究

将气候因子纳入农用地集约利用评价过程, 重新界定了农用地集约利用的内涵, 并提出了 “农用地集约利用系数”, 通过 “相对复种指数”和 “相对粮食总产量”两个新的概念计算了 1995?2005 年我国农用地集约利用系数,以期在统筹兼顾社会经济因素和 自然因素的基础上, 综合考虑气候因素对农用地集约利用评价过程的影响。采用相关研究成果对评价方法进行了验证, 评价结果与我 国实际情况比较吻合。结果表明, 该方法可合理评价各地在现有 自然条件下的农用地集约利用现状和潜力, 为因地制宜提高我 国农用地集约利用水平提供理论依据。此外, 基于 VB + MO 并允许调用 ArcGIS相关分析模块, 从底层构建了评价系统, 为各地农用地集约利用评价提供了可操作平台。     

基于气候因子的杉木单木胸径生长模型构建

【目的】为准确预测湖南杉木的生长及制定经营管理措施,构建了考虑气候因子的杉木单木胸径生长混合效应模型。【方法】基于湖南省第七、八次全国森林资源连续清查中73块样地的3 638株杉木数据,运用多元逐步回归的方法,考虑林木大小、竞争、立地和其他林分因子以及气候因子对杉木胸径生长的影响,分别以5年胸径增长量(D₂-D₁)、5年胸径增长量的自然对数[ln(D₂-D₁+1)]、5年胸径平方增长量的自然对数[ln(D₂²-D₁²+1)]、胸径平方增长量(D₂²-D₁²)为因变量构建模型,选择最优基础模型。在最优模型的基础上,引入样地随机效应,构建单水平线性混合效应模型,并引入3种常用的异方差函数和3种常用的自相关结构来消除模型的异方差和自相关,最后采用十折交叉验证的方法对模型的预估效果进行检验。【结果】与其他3种因变量相比,因变量为ln(...     

单子叶植物核DNA含量地理纬度变异式样及其与气候因素关系

从"植物DNA C-值数据库"检索到2 852种单子叶植物的核DNA含量数据,沿经度方向均分为10条样带,每条样带沿纬度又均分成19个样块.从"世界气候数据网站"下载的19个生物气候因子数据,应用Arc GIS 9.3获得每个样块生物气候因子的平均值.根据"全球生物多样性信息网站"记录,计算每个样块的单子叶植物的平均核DNA含量.分析了最冷季度平均温度和最干季度雨量对单子叶植物核DNA含量的影响.应用分位数回归分析了核DNA含量不同的单子叶植物在全球范围的纬度梯度变化特点,以及气候适应性的差异.结果发现:单子叶植物的核DNA含量沿着纬度呈现非线性的规律变化;受气候因素影响,在中等温度和雨量环境下其核DNA含量最高,温度和水分趋向极端的环境下其核DNA含量较低,可以用"单峰"函数拟合;核DNA含量低的类群具有更广泛的全球分布.     

云南石林县植被覆被时空变化及影响因素

基于ArcGIS 10.2空间分析平台、MODIS NDVI植被数据及标准气象站的气象数据,采用提取分析、统计分析及相关性分析等方法,研究了石林县2000-2015年植被覆盖的时空变化特征及其与气候因子、人类活动的关系.结果表明:石林县植被每年5月进入生长季,而9月生长结束,植被覆盖度主要以高植被覆盖度为主且总体呈上升趋势,速率为0.04/(10 a);石林县植被覆盖度呈增加趋势的面积占研究区总面积的72.36%,减少部分的面积占总面积的27.64%,植被NDVI减少最为严重的区域主要集中在石林县城的周边地区,增加较明显的区域主要集中在西街口镇,植被NDVI总体上由东北向中西部递减;气候因子中气温与降水量变化与石林县植被NDVI年内变化相关,气温是影响植被NDVI变化的主要气候因子;石林县实施的退耕还林工程,极大地提高了石林县植被的覆盖度.     

运城市极端旱涝灾害成因初探

采用运城市统计局、民政局近50年来灾害统计资料和<中国气象灾害大典.山西卷>,通过对运城市极端旱涝的气候分析,揭示了影响运城极端旱涝的气候因子为:西太平洋副热带高压、极涡、季风及中纬度环流形势,指出ENSO是影响运城极端洪涝的主要气候因子,并对引起极端旱涝的环流形势进行归纳总结,提高短期气候预测水平.     

红树林广州小斑螟发生与气象因子的关系研究

气候是红树林虫害的重要影响因素之一。为探明气象要素与红树林虫害发生程度的关系，本文以广西北海红树林最常见的虫害——广州小斑螟（Oligochroa cantonella Caradja）为切入点，基于2004-2015年灾情面积数据及气候资料，采用Pearson相关分析法，分别于月尺度和旬尺度上筛选与广州小斑螟发生程度显著相关的关键气象因子及影响时段。结果表明研究区域内广州小斑螟的发生显著受2月上旬环境条件的影响，并与风速、降水量及温湿系数呈正相关，与日平均气温呈负相关。研究结果将为红树林广州小斑螟虫害防治预警提供技术支撑。